SU1067055A1 - Способ производства стали - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии, а именно к способам производства стали в сверхмощных электродуговых печах. Известен способ выплавки стали, включающий завалку и расплавление шихты с содержанием углерода на 10-40% выше марочного состава, нав дение известково-железистого шлака с полным его скачиванием в конце периода окислени  углерода, наведе ние затем нового восстановительног шлака присадками извести, плавиков го шпата и шапота, раскисление шла ка порошкообразными материалами: ферросилицием, алюминием и коксом, легирование и выпуск металла из пе 1чи вместе со шлаком в ковш Cl. Однако данный способ отличаетс  большой продолжительностью окислительного периода (до 90 мин) и, сл довательно, всей плавки, а также значительным угаром легирующих эле ментов: кремни , марганца, хрома и других, а также железа, что привод к повышенному расходу ферросплавов раскислителей и шихты с. Больша  дли тельность плавки приводит к снижени стойкости футеровки и увеличению р ходов огнеупоров. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ производства стали, включагаций расплавление металлич аской шихты, сов мещенное с дефосфорацией металла, шлаковые операции скачивани  высокожелезистого окисленного шлака и наведение известкового восстановительного шлака, выпуск металла совместно с восстановительным шлаком в ковш Г2. Недостатками такого способа  вл ютс  необходимость применени  в качестве металлошихты только отходов , причем близких по химическому составу к выплавл емой марке, высокое содержание в стали газов и неметаллических включений, особенно глобул рных (очень нежелательных, например, дл  подшипниковых сталей повышение содержани  фосфора, больша  длительность плавки. Целью изобретени   вл етс  повышение производительности дуговой пе чи . Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу производства стали, включакхцему расплавлени мета.плической шихты, совмещенное с дефосфорацией металла, шлаковые операции скачивани  высокожелезисто го окисленного шлака и наведени  из весткового восстановительного шлака выпуск металла совместно с восстано вительным шлаком в ковш, отношение содержани  углерода в металлической шихте к содержанию его в готовой ст ли поддерживают в пределах 0,65-0,85, шлаковые операции скачивани  высокожелезистого окисленного шлака и наведени  высокоизвесткового восстановительного шлака производ т до начала интенсивного окислени  углерода, а после выпуска в ковш металл вакуумируют . Высокоизвестковый шлак навод т присадками извести, магнезит-, глинозем- , флюорит- и углеродсодержащих материалов в соотношении 5:1:1:(11 ,5):(075-1,0), при этом известь, флюоритсодержащий и углеродсодержащий материалы присаживают порци ми в 2-5 приемов в течение 5-30 мин. Отношение времени вакуумировани  (в минутах) к логарифму отношени  заданного и начального содержани  водорода находитс  в пределах 0,020 ,1. Использование металлошихты с содержанием углерода на уровне 60-80% от марочного состава позвол ет без операции предварительного окислени  последнего, использу  дешевые углеродистые ферросплавы, легко попадать в заданные пределы химического состава . Скачивание окислительного шлака и наведение восстановительного до начала интенсивного кипени  ванны позвол ют сократить продолжительность наведени  восстановительного шлака и получить весьма активный по физико-химическим свойствам вь;сокоизвестковый шлак с гарантированным содержанием окиси магни  8-12%. Так как в промышленных электропечных шлаках, наводимых без присадки магнезитсодержащих материалов, количество окиси магни , переход щей в шлаки в результ ате эрозии огнеупорной футеровки печи, составл ет 10-12%, то введение таких материалов в состав шлакообразуюишх в указанном количестве уменьшает поступление окиси магни  из футеровки из-за снижени  одной из составл ющих термодинамической силы, обуславливающей развитие эрозионного процесса и, таким образом, стабилизирует состав и физико-химические свойства образующихс  шлаков.. Увеличение количества окиси магни  выше указанных пределов нежелательно из-за того, что шлаки станов тс  более в зкими. Введение глиноземсодержащих материалов позвол ет быстро сформировать активный шлак, но увеличение таких материалов снижает сульфидную емкость шлака. Добавки флюоритсодержащих материалог позвол ют поддерживать низкую в зкость шлаковой фазы с необходимыми физики-химическими свойствами, увеличение их количества нежелательно в св зи с высокой стоимостью. Углеродсодержащие материалы раскисл ют

шлак, что позвол ет получать шлаки с низким ( 1%) содержанием закиси железа, обладающих высокой десульфурирукхдей способностью.

ВакуумированИе металла после выпуска плавки позвол ет провести дегазацию (более эффективную, чем в окислительный период) и удаление неметаллических включений непосредственно перед разливкой, а также сократить длительность плавки за счет переноса операций корректировки химического состава в ковш или вакуумкамеру . Вакуумирование провод т с отношением времени обработки вакуумом к логарифму отношени  заданного и конечного содержани  водорода в пределах 0,02-0,1 Это позвол ет получать гарантированноерафи ирование от водорода до заданных значений . Уменьшение отношени  менее 0,0 .. технически сложно, а увеличение свыше 0,1 не дает возможности достижени  заданных- значений концентраций.

Пример 1. Подшипниковую сталь выплавл ют в 100-тонной дуговой печи. Загружают хромсодержащие и углеродистые отходы с расчетным содержанием углерода 85% (или 0,85) от нижнего предела марочного состава . Одновременно в завалку дают 7000 кг извести и 2000 кг руды. Расплавл ют по максимальной мощности трансформатора.

По расплавлению получают химанализ углерода 0,80%. При 1520°С окисленный высокожелезистый шлак скачивают начисто и в металл присаживают 350 кг 45%-ного ферросилици , а затем при 1520-1530°С бросКовой машиной в зону электрических дуг задают магнезитовый порошок 500 кг, боксита 300 кг, известь в два приема по 1250 кг, плавиковый шпат в три приема по 170 кг с интервалом 10 мин и по 100 кг молотого кокса в ПЯТЬ- приемов через каждые 5 мин.

По расплавлению шлакообразуюпдах шлак раскисл ют дополнительными присадками порошков ферросилици  400 кг и перед выпуском алюмини  60-80 кг.

В процессе наведени  шлака и нагрева Металла провод т корректировку химического состава по углероду, хрому и марганцу присадками углеродистых ферросплавов на нижний предел марочного состава.

При температуре ванны 1600-1610° металл вместе со шлаком выпускают в ковш и отбирают пробу на полный химический анализ состава, а ковш с металлом подают на установку вакуумной обработки. Во врем  вакуумировани  провод т углеродное раскисление , которое сопровождаетс  удалением газов и рафинированием металла от неметаллических включений.

Врем  вакуумировани  дл  отношеС Ки  шихты 0,85 при исходном сос /«о рочное

держании водорода в данной марке стали и данном сталеплавильном агрегате 5 г и заданном конечном 2 см3/100 г составл ет 27 мин В конце вакуумировани  провод т точную корректировку химсостава и металл дополнительно раскисл ют алюминием в количестве 10 кг. Затем сталь разливают с защитой струи от атмосферы .

Пример 2. Выплавл ют подшипниковую сталь в 100-тонной дуговой печи.

Металлошихта из углеродистых отходов -составл етс  на расчетное содержание углерода 65% (или 0,65) от верхнего предела марочного состава.

По расплавлению получают 0,68% углерода. Плавку провод т, как в примере 1, но вместо боксита задают 500 кг шамота, а во врем  нагрева Цтод высокоосновным восстановитель5 ,ньм шлаком в металл присаживают 2150 кг углеродистого феррохрома и 300 кг углеродистого ферромарганца

Во врем  вакуумировани  в металл дополнительно ввод т 100 кг углеродсодержащего материала, а также ферросилиций , феррохром и ферромарганец дл  корректировки химсостава . Металл вакуумируют 60 мин дл  снижени  со6 г/см

держани  водорода от b г/см - до 1,5 г/см.

Пример 3. Конструкционную сталь типа 40Х выплавл ют в 100-тонной сверхмощной дуговой печи. Шихта на углеродистых отходах составл етс  с расчетом получени  0,32% углерода по расплавлению (0,65) от предела марочного состава. Расплавл ют на максимальной мощности трансформатора с присадками извести и руды. По расплавлению получают 0,30% углерода. При 1520с окисленный шлак скачивают начисто, в металл присс живают 800 кг силикохрома и бросковой машиной в зону электрических дуг задают шлакообразующие по схеме, как в примере 1, В процессе нагрева металла присаживают дополнительно 600 кг 70%-ного ферромарганца и 400 кг 60%-ного феррохрома. Перед выпуском ишак дополнительно раскисл ют 60 кг порошкообразного алюмини . Разливку и Вакуумирование производ т , как в примере 1, в течение 30 мин дл  получени  остаточного содержани  водорода 2 г.

Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известным  вл етс  возможность использовани  при выплавке шихты любого качества, т.е. или углеродистых, или, напротив, легированных отходов, а также любого их соотношени , что облегчает организацию подготовки шихтовых материалов и Удешевл ет стоимость стали. Пониженное содержание углерода в металлошихте позвол ет отказатьс  от применени  карбюризаторов в завалке и резко снизить удельный расход ЧУ гуна и газообразного кислорода. При ведении процесса с наведением высокоизвесткового восстановительного шлака до начала интенсивного окислени  Углерода существенно снижают-, с  потери легирукйщх элементов и железа. Применение магнезитсодержащих материалов в составе шлакообразу юощх снижает эрозию огнеупорной футеровки , сокращает потребность в

заправочных материалах и огнеупорах и уменьшает простои,оборудовани . Вакуумирование металла после выпуска позвол ет произвести глубокую дегазацию его за счет углеродного раскислени  в вакууме без последующего повышени  перед разливкой содержани  газов и продуктов осадочНого раскислени . Вакуумирование по -предлагаемому режиму позвол ет провести глубокую дегазацию от водород с точным расчетом времени дл  достижени  заданного уровн  водорода .

Таким образом, вместе вз тые перечисленные преимущества данного способа выплавки стали могут дать значительный экономический эффект.

Claims (1)

1. (54,) 1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ, включающий расплавление металлической шихты, совмещенное с дефосфорацией металла, шлаковые операции, скачивания высокожелезистого окисленного шлака и наведения известкового восстановительного шлака, выпуск металла совместно с восстановительным шлаком в ковш, отличающийся тем, что, с целью повышение производительности дуговой печи, отношение содержания углерода в металлической шихт^· к содержанию епо в готовой стали поддерживают в пределах 0,65-0,85, шлаковые операции скачивания высокожелезистого окисленного шлака и наведения высокоизвесткового восстановительного шлака производят до начала интенсивного окисления углерода, а после выпуска в ковш металл вакуумируют., 2. Способ поп. 1, отличают и й с я тем, что высокоизвест- § ковый шлак наводят присадками извес- “ ти, магнезит-, глинозем-, флюорити углеродсодержащих материалов в соотношении 5:1:1:(1-1,5): (0,5-1,0), п£и этом известь, флюоритсодержащий и углеродсодержащий материалы присаживают порциями в 2-5 приемов в течение 5-30 мин.